【技术实现步骤摘要】
一种固液动力飞行器飞行仿真测试系统
本专利技术属于控制系统领域，具体涉及一种新型固液动力飞行器飞行仿真测试系统。
技术介绍
固液动力飞行器是一种采用固液混合动力发动机作为动力装置的、具有可重复启动、推力可调等特点的新型飞行器，且安全性高、经济性好。相较于液体动力发动机，其操作方便、结构简单，而相较于固体动力发动机，可实现长时间工作、并且推力可调节。其发动机的工作原理是，触发点火器后打开液路阀门释放液体氧化剂，氧化剂在燃烧室中与固体燃料接触并燃烧，发动机开始工作，同时打开增压阀门调节氧化剂流量，改变推进剂的燃烧速率，从而实现发动机的变推力调节。固液动力飞行器飞行仿真测试软件系统在整个飞行任务的过程中起着关键性作用，任何实际的飞行任务都要根据预先设计好的气动参数和控制参数来验证飞行的合理性和可行性。在专利公开申请号是201310322284.1的《固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统》中介绍的固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统，是在matlab中利用simulink模块搭建飞行器仿真模型,给定特定的飞行参数通过matlab内部的计算,然后将simulin...
【技术保护点】
一种固液动力飞行器飞行仿真测试系统，包括飞行器仿真模型系统、综合控制台系统、数据处理系统；飞行器仿真模型系统包括质量模块、飞行环境模块、组合导航模块、时序控制模块、飞行器模型模块、控制系统模块、动力系统模块、气动环境模块和偏差仿真测试模块；质量模块由线性插值函数组成，模拟飞行器飞行过程中质量、质心和惯性矩的变化，时序控制模块提供仿真时间，经过质量模块的插值函数对质量进行插值，生成飞行过程中飞行器的质量，由得到的实时的质量经过对质心和惯性矩进行插值，得到实时的质心和惯性矩；生成的实时质量、质心和惯性矩再作为变量输入到飞行器模型模块和气动环境模块；飞行环境模块模拟大气中飞行高度...
【技术特征摘要】
1.一种固液动力飞行器飞行仿真测试系统，包括飞行器仿真模型系统、综合控制台系统、数据处理系统； 飞行器仿真模型系统包括质量模块、飞行环境模块、组合导航模块、时序控制模块、飞行器模型模块、控制系统模块、动力系统模块、气动环境模块和偏差仿真测试模块； 质量模块由线性插值函数组成，模拟飞行器飞行过程中质量、质心和惯性矩的变化，时序控制模块提供仿真时间，经过质量模块的插值函数对质量进行插值，生成飞行过程中飞行器的质量，由得到的实时的质量经过对质心和惯性矩进行插值，得到实时的质心和惯性矩；生成的实时质量、质心和惯性矩再作为变量输入到飞行器模型模块和气动环境模块； 飞行环境模块模拟大气中飞行高度下的引力加速度、大气动压、声速、大气密度参数、马赫数，供给仿真计算； 组合导航模块作为连接控制系统模块和飞行器模型模块的中间模块，将飞行器模型模块输出的角速度、姿态角，经过模块中的陀螺仪和加速度计的数学模型解算，得到符合实际的角速度和姿态角，生成的参数又传递到控制系统模块； 时序控制模块在仿真过程中，用来生成模型仿真时序，为其他各个模块提供精确的时间控制，同时根据弹道规划的要求生成弹道特征点，弹道特征点包括离轨点、起控点、转平点、变推力点、弃控点；生成的特征点作为变量输出给控制系统模块和动力系统模块； 飞行器模型模块应用六自由度微分方程，采用四阶龙格库塔法以固定步长，对运动方程进行解算，得出飞行器的飞行状态，包括姿态角、航迹角、空间位置、飞行速度、姿态角速度以及飞行过载；在 对六自由度微分方程进行解算时，将质量模块输出的质量和惯性矩参数，动力系统模块输出的推力参数和气动环境模块输出的气动参数作为参数输入到12个微分方程中进行解算，并经过坐标系转换到不同的坐标下的飞行状态；方程解算出的速度、高度作为飞行环境模块的参数输入，计算得出飞行参数，包括三轴角速度、三轴速度、马赫数、动压、攻角以及侧滑角，反馈到气动环境模块进行气动计算； 控制系统模块依据三通道PID控制算法，用来对飞行器飞行过程中姿态和航迹进行控制，生成的舵机控制信号，经过舵系统模块，获得舵偏量，改变飞行器的飞行姿态和弹道飞行；飞行器模型模块输出的角速度、姿态角和位置作为变量参数通过组合导航模块中的陀螺仪和角速度计的数学方程解算，得到量测的角速度和姿态角，作为控制系统模块的输入参数，与实时解算期望弹道形成负反馈，进行三通道PID控制，解算出舵偏控制量，生成的舵偏量作为参数传递给气动环境模块进行气动系数解算，再通过舵机的数学模型方程和舵分配方程，形成最终的舵机角度参数； 动力系统模块将质量模块输出的质量参数和惯性矩参数...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋佳，蔡国飙，李小川，王鹏，施文杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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